人體由130億個(gè)細胞按不同功能、分門(mén)別類(lèi)順序組成，每個(gè)細胞都有其獨特的分子“指紋”，即使是坐落于同一族群之中的細胞也可以彼此不同。并且它們的活動(dòng)也會(huì )隨時(shí)間變化。單細胞分析工具的應運而生就是為了解決細胞-細胞間非均質(zhì)的復雜機制。正如德國慕尼黑大學(xué)（LMU）分子生物學(xué)家Wolfgang Enard教授在他們新發(fā)表的論文寫(xiě)道“單細胞技術(shù)對生命科學(xué)來(lái)說(shuō)是一場(chǎng)變革，”他的課題組利用這項技術(shù)最近剛在《Molecular Cell》發(fā)表了一篇文章。
mRNA是細胞用于將DNA遺傳信息轉化為編碼蛋白的轉錄本，它們是核糖體構建細胞實(shí)體的基本藍圖。因此，每個(gè)細胞的mRNA列表相當于該細胞正在合成的蛋白質(zhì)列表，可以提示細胞當時(shí)的功能和狀態(tài)。通過(guò)鑒定當時(shí)處于活躍的基因，也可以從側面反映基因是被如何調控的，特別是在疾病或感染等特殊時(shí)期。
測序單個(gè)細胞內所有mRNA是一項艱巨的任務(wù)，具體實(shí)施涉及幾種不同方法。一切方法需要先始于利用逆轉錄酶將分離的mRNAs反轉錄為DNA，然后擴增DNA拷貝進(jìn)行序列分析。Enard和同事系統地修改了其中一種方法，scRNA-seq（單細胞RNA條形碼測序），顯著(zhù)提高了這項技術(shù)的靈敏度。“訣竅是補充和提高逆轉錄酶反應試劑的稠度，使更多RNA分子轉錄成DNA鏈，”Enard解釋。“稠度上升導致分子擁擠，加速反應。”第二個(gè)改進(jìn)是減少某些優(yōu)先DNA擴增的發(fā)生率，這些物質(zhì)會(huì )扭曲原始RNA表達。
單細胞測序方法對實(shí)現人類(lèi)細胞地圖（Human Cell Atlas）是必不可少的。Enard的目標是使他們的新技術(shù)加入人類(lèi)細胞地圖國際項目，該項目的規模與人類(lèi)基因組計劃相當。它的目標是根據特定的基因活動(dòng)模式，組裝所有人類(lèi)細胞類(lèi)型目錄。該項目將極大地擴大我們對人類(lèi)生物學(xué)和人類(lèi)疾病起源的認識。
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